用于厌氧净化的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于在废水厌氧净化中分离生物质的方法和用于在废水厌氧净化中分离生物质的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于厌氧净化的方法和装置
本专利技术涉及用于在废水厌氧净化中分离生物质的方法和用于在废水厌氧净化中分离生物质的系统。
技术介绍
迄今为止，含有悬浮有机物的副产物或液体废物流已经被厌氧发酵以产生含甲烷的气体和其它期望产物。例如，来自食品加工厂的废水流出物通常含有悬浮有机物，具有高需氧量，而且在环境法律和法规下对于在湖泊或河流中进行处置是不可接受的。这样的废水流通常在厌氧发酵和/或需氧生物转化中进行处理，以去除有机成分并将废水净化到环境可接受的水平。在典型的厌氧发酵过程中，将含有悬浮有机物的流入液引入到排除空气或氧气并含有厌氧微生物的厌氧发酵反应器中，用于将悬浮有机物转化为发酵产物。含有大量悬浮固体的废水的发酵需要相对长的保留时间。发酵产物包含含有二氧化碳和甲烷的气体，甲烷被分离并用作能量或热源。厌氧发酵反应产生通常称为污泥或“生物质”的细菌细胞团，其形成絮凝物并保留在反应器容器中。产生的流出液基本上不含有机物和悬浮固体。迄今为止，从反应液中分离和去除气体和生物质是通过分开的脱气步骤和固体沉降步骤完成的。即，将包含悬浮生物质的反应液从厌氧发酵反应器输送到沉降罐，在该沉降罐中细菌细胞团颗粒被允许沉降到罐底部。沉降的颗粒从罐排出并再循环到反应器中。反应液中夹带的气体使悬浮的细菌细胞团颗粒难以沉降。因此，通常在反应器容器和沉降罐之间采用脱气器。或者，在某些条件下使用浮选分离。这种方法从US4948509中得知，其描述了包括以下步骤的方法：-将所述流入液引入包含厌氧微生物的厌氧发酵区，以将所述悬浮有机物转化为发酵产物，所述发酵产物包含含有甲烷的气体和细菌细胞团颗粒；-将所述发酵区中的所述流入液保持在一定温度和第一压力下一定时间，其足以形成所述气体并形成含有溶解气体和悬浮细菌细胞团颗粒的液体；-从所述发酵区排出所述含有溶解气体和悬浮细菌细胞团颗粒的液体；-将所述液体引入浮选区；-将所述液体在所述浮选区保持在一定温度、第二压力下一定时间，从而使溶解在所述液体中的溶液气体在其中释放以形成气泡，所述气泡上升并使所述悬浮的细菌细胞团颗粒漂浮到所述液体的表面；-从所述液体的表面和从所述浮选区排出所述细菌细胞团颗粒；-将排出的所述细菌细胞团颗粒再循环到所述发酵区；和-将剩余液体从所述浮选区引导至进一步加工或使用点。WO02076893公开了用于对包含有机成分的浆液进行厌氧净化的方法。将待处理的浆液周期性地或连续地供给到填充有混合物的基本上封闭的反应器(2)，同时将浆液与来自反应器的混合物(3)强制混合。反应器中的混合物经受通过其向上流动和水解过程。通过注入所谓的白水(具有在压力(通常为5巴(a))下溶解的低氧气体的流出物，例如来源于反应器的生物气)对混合物进行浮选，将在该过程中形成的漂浮固体层返回到反应器中的混合物中，而在该过程中形成的低颗粒液体作为流出物排出。在该装置中，流出物的一部分被回收用于生产白水。用于对包含有机成分的废水进行厌氧净化的已知方法的缺点在于，在某些情况下，生物质与反应器内容物的分离很差，导致处理不一致和不可靠。需要对包含有机成分的废水进行厌氧净化，其具有改进的生物质分离。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了使生物质与经厌氧处理废水流分离的方法。根据本专利技术，提供了废水厌氧净化后使生物质与经处理废水分离的方法，包括以下步骤：a)将包含有机成分的废水流供应到包含生物质的反应器，所述生物质包含厌氧微生物；b)将所述废水与生物质混合，以提供生物气和包含经处理废水和生物质的反应器内容物，c)将反应器内容物的至少一部分和气体、优选生物气供应到第一罐，其中在压力下将所述生物气注入罐内容物以提供加压罐内容物，其中所述气体溶解在所述罐内容物中，d)将所述加压罐内容物供应到第二罐，其中所述第二罐中的压力低于所述第一罐中的压力，以提供漂浮的生物质层和经处理废水层，e)将所述经处理废水从所述第二罐排出，并将来自所述第二罐的所述生物质层再循环到步骤a)的反应器中。专利技术人惊奇地发现，在将反应器内容物提供到发生浮选分离的第二罐之前，将厌氧反应器的反应器内容物与加压气体混合提供了有效的生物质分离。尽管申请人不希望受理论束缚，但相信当包含溶解气体的经处理废水和生物质的混合物减压时，气泡优选地在固体/水界面处形成，并且因此与简单混合溶解了相等量的流出物相比，气泡更有效地夹带生物质。有利地，在本专利技术的方法中，快速形成了由絮状生物质组成的漂浮生物质层，而没有生物质沉到第二罐的底部，因此实现了改进的生物质分离。下面将参考附图更详细地讨论本专利技术，其中：图1描绘了现有技术的过程。图2描绘了根据本专利技术一个实施方案的过程。
技术实现思路
“污泥”是指存在于反应器或其流入物或流出物中的任何固体或固体样材料，其可以通过物理手段例如过滤器、旋风分离器、沉降器、膜等与反应器的液体部分(或流入物或流出物)分离。污泥可以包含有机部分，其包括所有生物材料以及不溶性或不可精细分散的有机化合物，以及无机部分，其包括不溶性或不可精细分散的盐和其它无机材料。“生物质”是指所有生物(有机)材料以及不可溶或不可精细分散的有机化合物，其可以是存在于反应器或其流入物或流出物中的固体或固体样材料，其可以与通过物理手段例如过滤器、旋风分离器、沉降器、浮选装置、膜等将与反应器的液体部分(或流入物或流出物)分离。如本文所用，“絮凝物”或“生物质絮凝物”是指在反应器中形成的被称为絮状生物质的生物质聚集体。“干固体”包括固体材料，从其中可溶性无机材料(盐、灰分)和水和其它液体已经分离或在计算产品水平时已被考虑在内。“化学需氧量”(COD)是指可以氧化成更小的分子、最终氧化成二氧化碳和水的有机材料，该术语表示氧化有机材料(通常是在一升废水中)所需的氧气量。“可生物降解的COD”是指废水中可以被生物质(微生物)转化的有机材料。“底物”是指被微生物转化以允许它们生长的有机材料，即相当于可生物降解的COD。“易于生物降解的化学需氧量(RBCOD)”是指可以被微生物快速转化的相对较小的有机分子，如下文进一步说明。“其它可生物降解的化学需氧量(OBCOD)”是指除RBCOD之外的可生物降解的COD，即更复杂且不易利用的有机化合物，例如复杂的多糖、脂肪和蛋白质，以及具有相对较少的含氧基团和较大烃基团的有机化合物，例如长链脂肪酸。“废水”是指包含COD的含水流，在其可以被再利用或在排放到环境中之前需要对其进行处理。例如，废水包括来自基于生物的或其它行业的工艺用水、副产品或中间产品流，如下文进一步说明的。提供给反应器的污泥可包含废水。在根据本专利技术的方法中，在步骤a)中，将包含有机成分的废水流(也称为包含有机物的污泥)供应至包含生物质的反应器，生物质主要包含厌氧微生物。废水可以连续或分批供应到反应器，优选连续供应。优选地，反应器中的生物质为絮状生物质。因此，待处理的污泥被周期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在废水厌氧净化后使生物质与经处理废水分离的方法，包括以下步骤：/na.将包含有机成分的废水流供应到包含生物质的反应器，所述生物质包含厌氧微生物；/nb.将所述废水与生物质混合，以提供生物气和包含经处理废水和生物质的反应器内容物，/nc.将所述反应器内容物的至少一部分和气体、优选生物气供应到第一罐，其中在压力下将所述生物气注入所述第一罐以对罐内容物加压，其中所述气体溶解在所述罐内容物中，/nd.将加压罐内容物供应到第二罐，其中所述第二罐中的压力低于所述第一罐中的压力，以提供漂浮的生物质层和经处理废水层，/ne.将所述经处理废水从所述第二罐排出，并将来自所述第二罐的所述生物质层再循环到步骤a)的所述反应器中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 EP 18215493.01.一种用于在废水厌氧净化后使生物质与经处理废水分离的方法，包括以下步骤：
a.将包含有机成分的废水流供应到包含生物质的反应器，所述生物质包含厌氧微生物；
b.将所述废水与生物质混合，以提供生物气和包含经处理废水和生物质的反应器内容物，
c.将所述反应器内容物的至少一部分和气体、优选生物气供应到第一罐，其中在压力下将所述生物气注入所述第一罐以对罐内容物加压，其中所述气体溶解在所述罐内容物中，
d.将加压罐内容物供应到第二罐，其中所述第二罐中的压力低于所述第一罐中的压力，以提供漂浮的生物质层和经处理废水层，
e.将所述经处理废水从所述第二罐排出，并将来自所述第二罐的所述生物质层再循环到步骤a)的所述反应器中。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述废水的化学需氧量(COD)在1.5至80g/L的范围内。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述生物质是絮状生物质。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理废水的化学需氧量(COD)为至多10,000mg/L、优选至多1000mg/L、优选至多500mg/L。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤b)中的所述混合通过添加步骤b)中产生的生物气、通过机械装置、通过注入来自步骤e)的经处理废水、或通过用于循环所述反应器内容物的泵送装置来进行。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤c)中以至少1.5巴(a)、优选至少2巴(a)、甚至更优选至少3巴(a)的压力注入气体，优选生物气。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一罐中的压力在1.5至8巴(a)、优选2-7巴(a)的范围内、最优选在3-6巴(a)的范围内。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中水力停留时间在0.5至10天的范围内，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：科妮莉亚·特蕾西亚·玛丽亚·约翰娜·弗里特斯，塞巴斯蒂安·莱昂纳多·德·布鲁恩，
申请(专利权)人：巴格知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL